使用组态软件开发系统的一般步骤

1  引言
        可编程序控制器(plc)是工业自动化基本技术平台，是自动控制系统中的关键设备。由组态软件集成的plc系统组成基本的监控系统，因此对由组态软件和plc组成的监控系统开发技术具有十分重要的意义。

2  系统集成步骤
2.1 收集i/o点参数
        收集所有的i/o点的参数，并填写表格，以备在监控组态软件和plc在组态时使用。
        plc与电气回路的接口是通过输入/输出部分(i/o)来完成的。输入模块将电信号变换为数字输入进入plc，输出模块则是将数字信号转换为电信号，根据信号的不同，i/o模块可分为数字量输入di模块、模拟量输入ai模块、数字量输出do模块和模拟量输出ao模块。
        di模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器来的开关量输入信号；ai模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器送来模拟量电流电压信号；do模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、数字显示装置和报警装置等输出设备；ao模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。
        由于plc可采集与控制的信号类型种类较多，而不同的信号需要采用不同的模板对信号进行处理，因此，在对plc硬件组态和组态软件对监控数据进行组态之前，必须要清楚不同i/o点的信号类型，而做到这一点最直接的方法就是将这些i/o点的信号类型填入特制的表格之中，使之一目了然。
        下面介绍四种常用的i/o参数统计表格，分别参见表1、2、3、4所示。

表1  模拟量输入信号参数表

表2  模拟量输出信号参数表

表3  数字量输入信号参数表

表4  数字量输出信号参数表

        在表1～4中，可以清楚地显示各种i/o信号的类型，模拟量信号的是量程、测量范围、上下限报警设定值等信息。
2.2 plc硬件设备组态与编制plc控制程序
        根据表1～4对i/o信号的归纳，可以选择信号相对应的ai模块、ao模块、di模块、do模块，也就可以对plc进行硬件组态。这里的硬件“组态”指的是在站窗口中对plc机架、模块、分布式i/o机架、以及接口子模块等进行排列。
2.3 建立组态软件与plc之间的通讯
        在这一步骤中，对组态软件和plc进行通讯组态，如在组态软件中选择支持plc的通讯协议等。
2.4 确定i/o点在组态软件中的变量标签名
        在建立组态软件与plc之间的通讯之后，需要将plc中每一个i/o点与组态软件的变量标签联系起来，以便在组态软件中对plc中i/o点的状态进行实时监控。组态软件中的变量标签通常有三个设置项：变量标签名、标签数据类型、标签地址，其中最重要的是标签地址，就是它定义了此变量与plc中某一确定地址(如某一输入位、输出位或中间位等)的对应关系，组态软件通过向i/o设备发出i/o标签来请求其对应的数据。
        在这一步骤中，将所有已定义的i/o点的变量标签名、标签地址填入表1～4中。i/o变量标签是唯一地确定一个i/o点的关键字，在大多数情况下i/o标签是i/o点的地址或位号名称，也可以采用便于识别的字符。
2.5 建立组态软件实时数据库与定义数据链接
        在这一步中根据表格1-4，在组态软件中，在组态软件中建立实时数据库，正确组态各种变量参数，并定义变量参数与i/o点的数据的动态链接。
        实时数据库是一个数据处理中心，是工控组态软件的核心。它负责实时数据运行与处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。在系统运行过程中，各个部件独立地向实时数据库输入和输出数据，通过实时数据库交换数据，形成互相关联的整体。主要运用实时数据库的功能特点有：
        (1)  现场数据采集：提供与典型数据源的接口，读写通讯设备寄存器的现场值，送到开辟的内存缓冲区。
        (2)  预处理：可以直接在实时数据库中对原始数据进行处理。
        (3)  滚动存储：数字库中的容量固定，当新的数据产生，数据库中的最老的数据将被删除。
        (4) 自动更新：当数据库中的数据改变时，可以及时通知客户端程序，以更新画面。
        (5)  进程管理机制：可将有严格时间要求的用户进行放在服务器上，由实时数据库统一调度管理。
        (6)  动态汇总机制：实时数据库提供了报警状态、操作事件等信息的动态汇总功能。
        以wincc为例，说明plc i/o点与组态软件之间的数据对应关系，参见附图所示。

 附图  wincc与plc数据交换示意图

        在wincc中，档案库就是我们所说的实时数据库，过程变量是每个i/o点数据。
2.6 画面与报表开发
        根据工艺过程绘制、设计、组态每一幅静态的监控画面(主要是绘图)。在组态软件在利用图形编辑器编辑监控画面，并将其中的对象与相应的标签建立动态链接。
        视用户需求，制作历史趋势、报警显示，以及开关报表系统等。
2.7 设置组态软件运行环境
        在这一步骤中需要确定组态软件运行时显示画面的形式、启动画面、运行的控制模块等，根据生产要求，有时还需要加上操作安全权限设置。
3  结束语
        对组态软件与plc控制软件进行分段和总体调试，视调试情况对软件进行相应修改。将全部内容调试完成以后，对上位组态软件进行最后完善(如，加上开机自动打开监控画面，禁止从监控画面退出等)，让整个系统投入正式(可试)运行。